Näin pelaat Potentiaalikarttaa
- Valitse testi ja lue kortilta varaukset ja reitti.
- Käytä kaavaa V = k·Q ÷ r jokaiselle varaukselle, laske potentiaalit yhteen ja käytä työlle kaavaa W = q·(V₂ − V₁).
- Kirjoita ennusteesi ja paina Aloita. Testivarausta kuljetetaan reittiä pitkin; sen mittari näyttää V:n ja työn.
- Vertaa mittaria, tasa-arvokäyriä ja kuvaajaa oranssiin ennusteeseesi.
Sähköinen potentiaali
Sähköinen potentiaali pisteessä on energia, joka jokaisella varauksen coulombilla siellä on: V = U ÷ q, voltteina, ja yksi voltti on yksi joule coulombia kohti. Pistevaraus Q tekee potentiaalin V = k·Q ÷ r, joka pienenee kuten 1 ÷ r eikä kuten 1 ÷ r² niin kuin kenttä. Potentiaali on etumerkillinen luku, joten useiden varausten potentiaalit vain lasketaan yhteen: kahden positiivisen varauksen välissä ne eivät koskaan kumoa toisiaan, vaikka kentät kumoaisivatkin, ja yhtä suurten + ja − varausten puolivälissä potentiaali on 0, vaikka kenttä on siellä voimakas. Potentiaalikartta näyttää korkeuskartalta: positiivisen varauksen lähellä maasto on korkealla, ja tasa-arvokäyrät (ekvipotentiaalikäyrät) yhdistävät samassa potentiaalissa olevat pisteet. Varauksen q kuljettaminen pisteestä toiseen vaatii työn W = q·(V₂ − V₁) reitistä riippumatta, ja tasa-arvokäyrää pitkin kulkeminen ei vaadi työtä lainkaan, koska sähkövoima on aina kohtisuorassa tasa-arvokäyriä vastaan.
Rajattu oppimismalli
Kiinteät varaukset ovat pistevarauksia ilmassa, jota käsitellään tyhjiönä, ja potentiaali on 0 hyvin kaukana. +1 nC:n testivarausta kuljetetaan tasaisesti reittiä pitkin 2 s ja pidetään paikallaan 1 s; se on liian pieni liikuttaakseen muita varauksia, eikä sen mittari ota huomioon sen omaa potentiaalia. Työlaskuri näyttää q·(V nyt − V lähdössä), eli työn, jonka teet sähkövoimaa vastaan, reitistä riippumatta. Varjostus vaihtuu tummansinisestä 0 V:ssa vaaleammaksi 300 V:sta ylöspäin; tasa-arvokäyrät piirretään 20 V:n välein kokeen alettua, ja voimanuoli on ilmoitetussa mittakaavassa. Vastaukset 2 %:n tarkkuudella ovat oikein; nollan työn on oltava 0,5 nJ:n tarkkuudella.